(57)【要約】【課題】  温水暖房機器の温水使用状態を気象状況の変化を考慮して高精度に予測できる温水暖房負荷予測システムを提供する。【解決手段】  温水暖房機器３１の温水使用状態に関する運転情報の入力を受け付ける運転情報入力部１と、所定の１または複数種の気象観測データの入力を受け付ける気象観測データ入力部２と、運転情報と気象観測データを、夫々の入力を受け付ける毎に相互に対応付けて運転情報データベース６に記憶する運転情報データベース作成部３と、所定の気象観測データの予報値を受け付ける気象予報データ入力部４と、予報値に基づいて運転情報データベース６に記憶されている運転情報と気象観測データの対応関係から温水暖房機器３１の温水使用状態を予測する熱負荷予測部５とを備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温水暖房機器の温水使用状態を予測する温水暖房負荷予測システムであって、
前記温水暖房機器の温水使用状態に関する運転情報の入力を受け付ける運転情報入力部と、
所定の１または複数種の気象観測データの入力を受け付ける気象観測データ入力部と、
前記運転情報と前記気象観測データを、夫々の入力を受け付ける毎に相互に対応付けて運転情報データベースに記憶する運転情報データベース作成部と、
前記所定の気象観測データの予報値を受け付ける気象予報データ入力部と、
前記予報値に基づいて前記運転情報データベースに記憶されている前記運転情報と前記気象観測データの対応関係から前記温水暖房機器の温水使用状態を予測する熱負荷予測部と、
を備えてなることを特徴とする温水暖房負荷予測システム。
【請求項２】
前記運転情報データベース作成部が、前記運転情報データベースに蓄積された前記運転情報と前記気象観測データの対応関係に基づいて、前記運転情報の所定の統計値と前記気象観測データの対応関係を生成して、前記運転情報データベースに記憶し、
前記熱負荷予測部が、前記予報値に基づいて前記運転情報データベースに記憶されている前記運転情報の所定の統計値と前記気象観測データの対応関係から前記温水暖房機器の温水使用状態を予測することを特徴とする請求項１に記載の温水暖房負荷予測システム。
【請求項３】
前記運転情報データベース作成部が、前記気象観測データを複数のデータ区分に分類し、前記運転情報データベースに蓄積された前記運転情報と前記気象観測データの対応関係に基づいて、前記データ区分毎の前記運転情報の累積値を導出して、前記運転情報の所定の統計値と前記気象観測データの対応関係を生成することを特徴とする請求項２に記載の温水暖房負荷予測システム。
【請求項４】
前記運転情報の所定の統計値が、前記運転情報が前記温水暖房機器のオンオフ状態である場合は、前記各データ区分における当該オンまたはオフの確率であり、前記運転情報が前記温水暖房機器の単位時間当たりの消費熱量または温水使用量である場合は、前記各データ区分に対する前記消費熱量または温水使用量の分布またはその分布形状を規定する統計値であることを特徴とする請求項３に記載の温水暖房負荷予測システム。
【請求項５】
前記運転情報が前記温水暖房機器のオンオフ状態である場合において、
前記熱負荷予測部が、前記オンまたはオフの確率が顕著に変化する前記データ区分を特異点として、前記予報値と前記特異点の比較結果に基づいて前記温水暖房機器のオンオフ状態を予測することを特徴とする請求項４に記載の温水暖房負荷予測システム。
【請求項６】
前記運転情報入力部が、所定時間毎の前記運転情報の入力を受け付け、
前記気象観測データ入力部が、前記所定時間毎の前記気象観測データの入力を受け付け、
前記運転情報データベース作成部が、前記所定時間毎の前記運転情報と前記気象観測データを運転情報データベースに記憶し、
前記熱負荷予測部が、前記所定時間毎の前記温水暖房機器の温水使用状態を予測することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の温水暖房負荷予測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温水暖房機器の温水使用状態を予測する温水暖房負荷予測システムに関し、特に、コージェネレーションシステムの排熱回収により生成された温水を熱源とする温水暖房機器の温水使用状態予測に好適な温水暖房負荷予測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般家庭において消費されるエネルギは、電力会社やガス会社から電力、都市ガス等の形態で供給され、夫々個別に消費されていた。ところで、最近はＣＯ２排出量の削減や省エネルギを志向した分散型エネルギシステムの開発が活発であり実用化も進んでおり、一般家庭、集合住宅、オフィスなどにおいても電力消費地で発電を行う分散型発電システムの利用が今後急速に進展するものと考えられる。特に、熱電併給可能なガスエンジン・コージェネレーション装置等は、電力のみならず、ガスエンジンの発生する熱エネルギを同時に有効利用できるため、全体的なエネルギ効率の高さで注目を集めている。このように一般家庭内におけるエネルギ供給の形態が多様化したことにより、家庭内のエネルギ需要傾向とエネルギ供給形態の整合性によってエネルギコスト及びＣＯ２排出量等の環境性が大幅に改善される余地が生じた。
【０００３】
従って、従来は電気機器等の電力負荷に対する電力供給は専ら電力会社等の商用電力系統からの電力で賄っていたが、家庭用のコージェネレーション装置を導入し商用電力系統と系統連系して、コージェネレーション装置の発電電力の不足分を商用電力系統からの電力供給で補うという利用形態の場合は、コージェネレーション装置の運転を、家庭内の電力需要に合わせて行うことで効率の良い利用ができることから、電力需要に合わせた運転計画を行い、当該運転計画に基づいてコージェネレーション装置の運転を行うことが提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、コージェネレーション装置は、発電に伴って発生する排熱を利用して熱エネルギの供給も可能であることから、当該熱エネルギを有効に利用することで、更にエネルギの利用効率を高めることができる。従って、コージェネレーション装置を効率的に利用するためには、電力需要及び熱需要に合わせて発電し、その排熱を利用するに際し、発電した電力を完全に消費し、且つ、排熱を利用した熱エネルギも完全に消費することが重要となる（例えば、下記特許文献２参照）。
【０００５】
そこで、コージェネレーション装置の運転制御においては、電力需要予測のみならず、熱需要予測も利用することにより効率的なコージェネレーション装置の運転が可能となる。
【０００６】
従来の熱需要予測では、過去（例えば、前日、前々日、１週間前の同曜日の同時刻）の時間帯別（例えば、１時間毎）の熱負荷（消費熱量）の実績値を計測して記憶し、当該過去の実績データに基づき、ある一定の算定ルールにより、当日の時間帯別の熱負荷を予測していた。例えば、過去の複数日の実績データを説明変数とし、当日の熱負荷を目的変数とする１次回帰式を作成し、当該１次回帰式を用いた予測が考えられる。
【特許文献１】特開２００３−２０９９９４号公報
【特許文献２】特開２００２−１３８９０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、温水暖房機器の温水使用状態（機器のオンオフ、または、温水使用量等）は気象状況による変動が大きいため、上記従来の熱需要予測では、予測が大きく外れる可能性が高かった。これに対し、同じ熱需要であっても給湯需要（浴槽への湯張り等の給湯栓等から温水をそのまま使用する需要。）の場合は、気象条件に拘らず一定の需要パターンで温水が使用される傾向にあるため、気象状況、特に、気温や水温による消費熱量の増減が予想される場合には、補正が可能である。
【０００８】
温水暖房機器の一例として、温水床暖房システムを想定した場合、例えば、急に気温が下がった場合に、利用者は床暖房の運転を開始するため、過去の同じ時間帯にゼロであった熱負荷が発生することになる。或いは、床暖房の運転時間帯が拡大するか、単位時間当たりの消費熱量が増大することになる。逆に、急に気温が上がった場合に、利用者は床暖房の運転を停止するため、過去の同じ時間帯にあった熱負荷が発生しないことになる。或いは、床暖房の運転時間帯が縮小するか、単位時間当たりの消費熱量が減少することになる。この結果、気温が急激に変化した直後は、過去の同じ時間帯の熱負荷の実績データに基づく熱負荷予測と、実際の熱負荷との間の誤差が大きくなるという問題があった。
【０００９】
また、温水暖房機器の他の一例として、浴室乾燥機を想定した場合、冬期は乾燥用途以外に浴室の暖房にも使用されるが、冬期以外では、専ら洗濯物の乾燥に使用される。しかし、冬期以外の浴室乾燥機の使用も、晴天時には、洗濯物を屋外に干して、雨天時にのみ浴室で浴室乾燥機を運転して乾燥させるとういう使用形態が考えられ、浴室乾燥機の運転状態が気象条件に大きく依存するため、浴室乾燥機の熱負荷予測は、従来の熱需要予測では困難である。
【００１０】
現在普及している家庭用のコージェネレーション装置では、給湯需要の生じる時間帯までに必要な熱量（湯温と湯量）が貯湯タンクに貯湯（蓄熱）されるように、時間帯別の電力需要予測の結果と合わせて総合的なエネルギ効率が高くなると判断される時間帯にコージェネレーション装置の発電機を作動させる制御を行っている。
【００１１】
また、発電機の作動中に温水暖房機器の運転が開始すると、排熱回収で得た熱量の一部が、暖房用の熱交換器を介して温水暖房負荷に供給されるため、例えば、温水暖房負荷が予測を上回った場合に、貯湯熱量が不足し、給湯負荷への温水供給時にバックアップボイラ（補助熱源）で加熱する必要が生じ、エネルギ効率の低下を招く。逆に、温水暖房負荷が予測を下回った場合に、給湯負荷への温水供給後に貯湯熱量が余り、次の熱需要で使用されるまでの貯湯時間が長くなると放熱ロスにより、エネルギ効率の低下を招く。
【００１２】
従って、温水暖房機器への温水供給をコージェネレーション装置の発生する熱エネルギで賄う場合に、温水暖房機器の温水使用状態を高精度に予測できれば、コージェネレーション装置を高効率で運転することができる。
【００１３】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、上記問題点を解消し、温水暖房機器の温水使用状態を気象状況の変化を考慮して高精度に予測できる温水暖房負荷予測システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的を達成するための本発明に係る温水暖房負荷予測システムの第一の特徴構成は、温水暖房機器の温水使用状態に関する運転情報の入力を受け付ける運転情報入力部と、所定の１または複数種の気象観測データの入力を受け付ける気象観測データ入力部と、前記運転情報と前記気象観測データを、夫々の入力を受け付ける毎に相互に対応付けて運転情報データベースに記憶する運転情報データベース作成部と、前記所定の気象観測データの予報値を受け付ける気象予報データ入力部と、前記予報値に基づいて前記運転情報データベースに記憶されている前記運転情報と前記気象観測データの対応関係から前記温水暖房機器の温水使用状態を予測する熱負荷予測部と、を備えてなる点である。
【００１５】
上記第一の特徴構成によれば、運転情報データベースに温水暖房機器の運転情報が、例えば気温や降水量（晴雨の別）等の気象データと対応付けられて記憶されているので、気象予報データ入力部に入力された気象観測データの予報値に基づいて、運転情報データベースに記憶されている当該対応関係から温水暖房機器の運転情報の気象状況を反映した正確な予測が可能となる。この結果、予測結果をコージェネレーション装置の運転制御に利用した場合は、コージェネレーション装置を高いエネルギ効率で運転することができ、コージェネレーション装置の運転コストの低減、省エネルギ、ＣＯ２排出量の削減等が総合的に促進される。
【００１６】
同温水暖房負荷予測システムの第二の特徴構成は、上記第一の特徴構成に加えて、前記運転情報データベース作成部が、前記運転情報データベースに蓄積された前記運転情報と前記気象観測データの対応関係に基づいて、前記運転情報の所定の統計値と前記気象観測データの対応関係を生成して、前記運転情報データベースに記憶し、前記熱負荷予測部が、前記予報値に基づいて前記運転情報データベースに記憶されている前記運転情報の所定の統計値と前記気象観測データの対応関係から前記温水暖房機器の温水使用状態を予測する点にある。
【００１７】
上記第二の特徴構成によれば、運転情報データベースに記憶されている運転情報と気象観測データの対応関係が、運転情報の所定の統計値と気象観測データの対応関係として統計処理により加工されているため、熱負荷予測部の予測がより正確且つ簡易に実行できる。
【００１８】
同温水暖房負荷予測システムの第三の特徴構成は、上記第二の特徴構成に加えて、前記運転情報データベース作成部が、前記気象観測データを複数のデータ区分に分類し、前記運転情報データベースに蓄積された前記運転情報と前記気象観測データの対応関係に基づいて、前記データ区分毎の前記運転情報の累積値を導出して、前記運転情報の所定の統計値と前記気象観測データの対応関係を生成する点にある。
【００１９】
上記第三の特徴構成によれば、熱負荷予測部が、気象観測データの予報値がどのデータ区分に属するかの判断によって、温水暖房機器の運転情報の統計値が得られるので、その統計値に基づいて温水暖房機器の温水使用状態の簡易且つ正確な予測が可能となる。
【００２０】
同コージェネレーション装置の第四の特徴構成は、上記第三の特徴構成に加えて、前記運転情報の所定の統計値が、前記運転情報が前記温水暖房機器のオンオフ状態である場合は、前記各データ区分における当該オンまたはオフの確率であり、前記運転情報が前記温水暖房機器の単位時間当たりの消費熱量または温水使用量である場合は、前記各データ区分に対する前記消費熱量または温水使用量の分布またはその分布形状を規定する統計値である点にある。
【００２１】
上記第三または第四の特徴構成によれば、熱負荷予測部が、気象観測データの予報値がどのデータ区分に属するかの判断によって、温水暖房機器の運転情報の統計値が得られるので、その統計値に基づいて温水暖房機器の温水使用状態、例えば、温水暖房機器のオンオフ状態や単位時間当たりの消費熱量または温水使用量の熱負荷の簡易且つ正確な予測が可能となる。
【００２２】
同温水暖房負荷予測システムの第五の特徴構成は、上記第四の特徴構成に加えて、前記運転情報が前記温水暖房機器のオンオフ状態である場合において、前記熱負荷予測部が、前記オンまたはオフの確率が顕著に変化する前記データ区分を特異点として、前記予報値と前記特異点の比較結果に基づいて前記温水暖房機器のオンオフ状態を予測する点にある。
【００２３】
上記第五の特徴構成によれば、気象観測データの予報値がどのデータ区分に属するかの判断によって、温水暖房機器の運転状態のオンオフの判定が極めて容易にしかも正確にできる。
【００２４】
同温水暖房負荷予測システムの第六の特徴構成は、上記何れかの特徴構成に加えて、前記運転情報入力部が、所定時間毎の前記運転情報の入力を受け付け、前記気象観測データ入力部が、前記所定時間毎の前記気象観測データの入力を受け付け、前記運転情報データベース作成部が、前記所定時間毎の前記運転情報と前記気象観測データを運転情報データベースに記憶し、前記熱負荷予測部が、前記所定時間毎の前記温水暖房機器の温水使用状態を予測する点にある。
【００２５】
上記第六の特徴構成によれば、温水暖房機器の時間帯別の運転情報の気象状況を反映した正確な予測が可能となる。この結果、時間帯別の予測結果がコージェネレーション装置の運転制御に利用できるようになり、コージェネレーション装置を高いエネルギ効率で運転することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明に係る温水暖房負荷予測システム（以下、適宜「本発明システム」という。）の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００２７】
＜第１実施形態＞
図１に示すように、本発明システム１０は、都市ガスを燃料源として電力と熱エネルギを同時に発生する家庭用のガスコージェネレーション装置２０の制御に用いられる。
【００２８】
ガスコージェネレーション装置２０は、都市ガスの燃焼によって機械的な回転エネルギを出力するガスエンジン２１と該回転エネルギを電気エネルギに変換して交流電力を出力する発電機２２からなる発電機ユニット２３、発電機２２が発電した第１の交流電力を商用電力系統と同じ電圧、周波数の第２の交流電力に変換するとともに、変換した第２の交流電力を商用電力系統と系統連系させるための系統連系インバータ２４、ガスエンジン２１から発生する排熱を回収するための熱交換器２５、熱交換器２５で回収された熱エネルギを、例えば、床暖房や浴室乾燥機等といった温水暖房機器３１や、お風呂の湯はり等に用いられる給湯機器３２を含む熱負荷３０に利用するための排熱利用給湯暖房ユニット２６、及び、発電機ユニット２３の運転を制御する運転制御システム２７を備えて構成される。
【００２９】
ガスコージェネレーション装置２０の発電時には、ガスコージェネレーション装置２０の発電電力（以下、単に「発電電力」という。）は、商用電力系統から供給される商用電力（例えば、単相３線式交流１００Ｖ／２００Ｖ（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ））と合流して、家庭内の電力負荷４０に対して電力の供給を行う。ここで、電力負荷４０としては、一般家庭で使用される冷蔵庫、テレビ等の家電機器や照明器具等において発生する電力需要が含まれる。
【００３０】
排熱利用給湯暖房ユニット２６には、熱交換器２５で回収された熱エネルギを一旦温水状態で蓄熱するための貯湯タンク（図示せず）が設けられ、給湯機器３２による給湯負荷（熱負荷の一例）の発生に合わせて温水を貯湯タンクから供給可能に構成されている。また、排熱利用給湯暖房ユニット２６には、各温水暖房機器３１、各給湯機器３２用の熱交換器（図示せず）が設置されており、夫々の熱負荷に対して、熱交換器２５で回収された熱エネルギを利用可能に構成されている。従って、排熱利用給湯暖房ユニット２６の熱負荷３０としては、各種温水暖房機器３１、給湯機器３２で発生する給湯需要が含まれる。
【００３１】
ここで、排熱利用給湯暖房ユニット２６から温水暖房機器３１への給湯流量と給湯温度は計測器３３（流量計と温度計）によって計測される。また、計測器３３が計測した給湯流量や給湯温度は、一定時間間隔（例えば、１０分〜１時間）本発明システム１０へ送信されて、熱量に換算される。尚、熱量への換算は計測器３３側で行っても構わない。更に、計測器３４は温水暖房機器３１の一定時間幅毎のオンオフ状態を判別し温水暖房機器３１に関する運転情報の一部として本発明システム１０へ送信できる構成となっている。
【００３２】
本発明システム１０は、図２に示すように、運転情報入力部１、気象観測データ入力部２、運転情報データベース作成部３、気象予報データ入力部４、熱負荷予測部５、運転情報データベース６を備え、更に、上記各手段１〜５の各処理結果と、運転情報データベース６を格納する記憶装置７を備えて構成されている。本発明システム１０の上記各手段１〜５、及び運転情報データベース６、記憶装置７は、マイクロコンピュータ等のコンピュータシステムを用いて構成されており、後述にて詳述する、内蔵メモリに格納された運転情報収集処理、及び温水暖房負荷予測処理の各プログラムの処理内容に従って、温水暖房機器３１の温水使用状態を気象状況の変化を考慮して高精度に予測する。
【００３３】
本発明システム１０は、運転情報入力部１が、計測器３３で計測された温水暖房機器３１の温水使用状態に関する運転情報の入力を受付け可能に構成されており、気象観測データ入力部２が、気象データ提供装置５０からインターネット等といったネットワーク５１を介して気象観測データの入力を、気象予報データ入力部４が気象データ提供装置５０からインターネットや通信回線等といったネットワーク５１を介して気象予報データの予報値を受付け可能に構成されている。
【００３４】
気象データ提供装置５０から送信される気象観測データは、例えば、コージェネレーション装置２０が設置している地域の気温、降水量、日照時間、風向きといった情報を備えており、本実施形態では、気象データ提供装置５０が一括して外部の気象データ提供機関から、例えば、過去１週間、または気象観測データの予報値の場合は現在から今後１週間といった一定期間における、１〜２時間といった一定時間幅ごとの気象観測データを取得し気象データ提供装置５０に接続可能な記憶装置（図示せず）に記憶して、本発明システム１０の気象観測データ入力手段２または気象予報データ入力部４に、例えば１日１回といった所定の周期で配信し、気象観測データ入力手段２または気象予報データ入力部４が配信された気象観測データの入力値または予報値を記憶装置７に記憶する形態を採用している。
【００３５】
次に、本発明システム１０の各手段１〜５の機能並びにそれらによって処理される運転情報収集処理及び温水暖房負荷予測処理の処理動作について、図示したフローチャートを参照して説明する。尚、本実施形態では、温水暖房機器３１としては、使用状態において気温により多くの影響を受ける床暖房を例に挙げ、運転情報入力部１は温水暖房機器３１の運転情報として計測器３３から送信される温水暖房機器３１の１時間ごとのオンオフ状態を受付け、気象観測データ入力部２は気象データ提供装置５０から１時間毎の気象観測データを、及び気象予報データ入力部４は気象データ提供装置５０から３時間毎の気象観測データの予測値を受付けることとする。
【００３６】
まず、運転情報収集処理について図３に示すフローチャートを用いて説明する。ここで説明の便宜上、運転情報収集処理の処理開始タイミングは日付変更時とともに前日の運転情報収集処理を毎日実行することとし、下記では１月２０日０時に運転情報収集処理が実行された場合の一例を示している。
【００３７】
１月２０日０時、気象観測データ入力部２は気象データ提供装置５０からネットワーク５１を介して１月１９日０時から２４時までの１時間ごとの気象観測データを受付けた後（＃ａ１）、受付けた気象観測データの中から必要な情報を抽出し記憶装置７に記憶する（＃ａ２）。また、運転情報入力部１は計測器３３から温水暖房機器３１の１月１９日０時から２４時までの１時間ごとのオンオフ状態を運転情報として受付ける（＃ａ３）。運転情報データベース作成部３は本発明システム１０が受付けた気象観測データと運転情報とを、例えば図４（ａ）に示すように、０時から１時間刻みに分類した時間帯別に相互に対応付けし運転情報データベース６に記憶する（＃ａ４）。ここで、図４（ａ）では温水暖房機器３１がオン状態である場合オン状態の状態フラグを１とし、オフ状態の場合はオフ状態の状態フラグを１にしており、気象観測データとしては気温、降水量、日照時間を採用している。図４（ａ）では、例えば、１月１９日の１０時０分から５９分における時間帯の気温は８．７℃、降水量は計測されておらず、日照時間は０．６時間、温水暖房機器３１はオン状態であったことを示している。
【００３８】
運転情報データベース６が作成された後、運転情報データベース作成部３は引き続き、運転情報の所定の統計値と気象観測データとの対応関係を生成するために、まず、気象観測データを、記憶装置７に既に記憶されている所定の形式のデータ区分に分類する（＃ａ５）。例えば、気温を２℃刻みの−４℃以上−２℃未満、−２℃以上０℃未満、０℃以上２℃未満等というように複数に分類するデータ区分を記憶装置７から読み込み、各時間帯について、気象観測データ（ここでは気温）が該当するデータ区分を抽出する。
【００３９】
そして、各時間帯のデータ区分毎にカウンタを設け、温水暖房機器３１が例えばオン状態であった場合は１を加算しカウントアップする。ここで、既に１月１９日以前に運転情報収集処理が実行されている場合は、運転情報データベース６に、各時間帯におけるデータ区分毎のカウンタの累積値が記憶されているため、運転情報データベース作成部３は、まず、運転情報データベース６に記憶されているオン状態のカウンタの累積値を読み込み（＃ａ６）、各時間帯について温水暖房機器３１がオン状態である場合は該当するデータ区分のカウンタに１を加算し、更新後のカウンタの累積値を運転情報データベース６に記憶し（＃ａ７）、運転情報の統計値と気象観測データの対応関係を運転情報データベース６に記憶する（＃ａ８）。１月１９日の気象観測データが図４（ａ）に例示する内容であった場合における、処理ステップ＃ａ５から＃ａ７によって生成された温水暖房機器３１のオン状態の統計値と気象観測データの対応関係を図４（ｂ）に例示する。図４（ａ）によると、例えば、１０時０分から５９分における時間帯の気温は８．７℃、温水暖房機器３１はオン状態であるため、図４（ｂ）では、８℃以上１０℃未満であるデータ区分の行と、１０時の時間帯の列との交差する項目に１がカウントされている。尚、上記では温水暖房機器３１がオン状態の際カウンタに１を加算する場合を例にして説明したが、処理ステップ＃ａ５から＃ａ７において、オフ状態の場合についても同様に処理し、温水暖房機器３１がオフ状態の統計値と気象観測データの対応関係は生成されることとする。
【００４０】
次に、温水暖房負荷予測処理について図５に示すフローチャートを用いて説明する。ここで説明の便宜上、温水暖房負荷予測処理の処理開始タイミングは前日の２３時に毎日実行することとし、下記では１月２０日２３時に温水暖房負荷予測処理が実行された場合の一例を示している。
【００４１】
１月２０日２３時、気象予報データ入力部４は気象データ提供装置５０からネットワーク５１を介して１月２０日０時から２４時までの３時間ごとの気象観測データの予報値を受付けた後、受付けた気象観測データの予報値の中から必要な情報を抽出し（＃ｂ１）、記憶装置７に記憶する（＃ｂ２）。次に、熱負荷予測部５が、既に運転情報データベース作成部３によって生成されている運転情報（オン状態及びオフ状態）の統計値と気象観測データの対応関係を運転情報データベース６から読込み（＃ｂ３）、気象観測データの予報値に基づいて運転情報の統計値として、該当する時間帯及びデータ区分のオン状態、オフ状態のカウンタの累積値を読込む（＃ｂ４）。例えば、運転情報データベース作成部３によって生成されている運転情報の統計値と気象観測データの対応関係が図６（ａ）に例示する内容であったとすると、気象観測データの予報値が、図６（ｂ）の（イ）に示すように、例えば時間帯３時における気象観測データの予報値が４℃であった場合、気象観測データの予報値に基づいて読込んだ該当する時間帯３時のデータ区分４℃以上６未満のオン状態、オフ状態のカウンタの累積値は夫々０、２となる。
【００４２】
尚、図６（ａ）では、累積値が３日分のデータを基に説明しているが、実際は、ガスコージェネレーション装置２０の運転日数の増加により累積値も増加するため、例えば、１年以上の運転期間の経過後では、図６（ａ）の累積値は数十或いは数百のオーダーとなる場合も有り得る。
【００４３】
更に、熱負荷予測部５は、処理ステップ（＃ｂ４）で得た運転情報の統計値から、例えばオン状態とオフ状態のカウンタの累積値を比較し、累積値が多い方の状態を温水暖房機器３１の温水使用状態の予測として決定する（＃ｂ５）。つまり、図６（ｂ）の時間帯３時を例にすると、オフ状態の方がオン状態よりもカウンタの累積値が大きいため、換言すれば、オン確率（オン状態である確率）がオフ確率より高いため、温水使用状態の予測はオフ状態となる（図６（ｂ）（ハ）参照）。気象観測データの予報値の時間帯における予測が決定した後、それ以外の時間帯の予測について、例えば、気象観測データの予報値の時間帯の前後１時間に、気象観測データの予報値の時間帯の予測を展開するといった方法で、温水暖房機器３１の温水使用状態の予測を行う（＃ｂ６）。
【００４４】
本実施形態では、運転情報収集処理で簡単に生成される温水暖房機器３１の時間別のオン状態及びオフ状態の各累積値を、温水暖房負荷予測処理で比較するだけの簡単な判定で、オン確率とオフ確率の比較によるオンオフ予測を行うことができる。
【００４５】
以上により、当日或いは翌日の気温予測に基づいて床暖房の時間帯別のオンオフ状態を予め予測することが可能となる。この結果、当該予測結果をコージェネレーション装置２０の制御に利用できるようになるため、コージェネレーション装置を高エネルギ効率で運転することが可能となる。
【００４６】
＜第２実施形態＞
第１実施形態において、温水暖房機器３１として、使用状態において気温により多くの影響を受ける床暖房を例にし、気象観測データを複数に分類するデータ区分として、気温を２℃刻みに分類するといった方法を例に挙げたが、勿論これに限定されるものではない。例えば、温水暖房機器３１として、使用状態において降水量のみならず日照時間にも影響を受ける浴室乾燥機を例としてもよい。この場合における、運転情報収集処理の処理動作について、図を用いて説明する。尚、処理フロー図については図３を用いる。ここで説明の便宜上、運転情報収集処理の処理開始タイミングは日付変更時とともに前日の運転情報収集処理を毎日実行することとし、下記では１月２０日０時に運転情報収集処理が実行された場合の一例を示している。
【００４７】
１月２０日０時、気象観測データ入力部２は気象データ提供装置５０からネットワーク５１を介して１月１９日０時から２４時までの１時間ごとの気象観測データを受付けた後（＃ｃ１）、受付けた気象観測データの中から必要な情報を抽出し記憶装置７に記憶する（＃ｃ２）。また、運転情報入力部１は計測器３３から温水暖房機器３１の１月１９日０時から２４時までの１時間ごとのオンオフ状態を運転情報として受付ける（＃ｃ３）。運転情報データベース作成部３は本発明システム１０が受付けた気象観測データと運転情報とを、例えば図７（ａ）に示すように、０時から１時間刻みに分類した時間帯別に相互に対応付けし運転情報データベース６に記憶する（＃ｃ４）。ここで、図７（ａ）では温水暖房機器３１がオン状態である場合オン状態の状態フラグを１とし、オフ状態の場合はオフ状態の状態フラグを１にしており、気象観測データとしては気温、降水量、日照時間を採用している。図７（ａ）では、例えば、１月１９日の１０時０分から５９分における時間帯の気温は８．７℃、降水量は計測されておらず、日照時間は０．６時間、温水暖房機器３１はオフ状態であったことを示している。
【００４８】
運転情報データベース６が作成された後、運転情報データベース作成部３は引き続き、運転情報の所定の統計値と気象観測データとの対応関係を生成するために、まず、気象観測データを、記憶装置７に既に記憶されている所定の形式のデータ区分に分類する（＃ｃ５）。例えば、日照時間が０．２時間以上であり降水量が無い、日照時間が０．２時間未満であり降水量が無い、日照時間が０．２時間以上であり降水量が有る、日照時間が０．２時間未満であり降水量が有る等というように複数に分類するデータ区分を記憶装置７から読み込み、各時間帯について、気象観測データ（ここでは日照時間と降水量）が該当するデータ区分を抽出する。
【００４９】
そして、各時間帯のデータ区分毎にカウンタを設け、温水暖房機器３１が例えばオン状態であった場合は１を加算しカウントアップする。ここで、既に１月１９日以前に運転情報収集処理が実行されている場合は、運転情報データベース６に、各時間帯におけるデータ区分毎のカウンタの累積値が記憶されているため、運転情報データベース作成部３は、まず、運転情報データベース６に記憶されているオン状態のカウンタの累積値を読み込み（＃ｃ６）、各時間帯について温水暖房機器３１がオン状態である場合は該当するデータ区分のカウンタに１を加算し、更新後のカウンタの累積値を運転情報データベース６に記憶し（＃ｃ７）、運転情報の統計値と気象観測データの対応関係を運転情報データベース６に記憶する（＃ｃ８）。１月１９日の気象観測データが図４（ａ）に例示する内容であった場合における、処理ステップ＃ｃ５から＃ｃ７によって生成された温水暖房機器３１のオン状態の統計値と気象観測データの対応関係を図７（ｂ）に例示する。図７（ａ）によると、例えば、２０時０分から５９分における時間帯の日照時間は０時間、降水量は有り、温水暖房機器３１はオン状態であるため、図７（ｂ）では、日照時間が０．２時間未満であり降水量が有りといったデータ区分の行と、２０時の時間帯の列との交差する項目に１がカウントされている。尚、上記では温水暖房機器３１がオン状態の際カウンタに１を加算する場合を例にして説明したが、処理ステップ＃ｃ５から＃ｃ７において、オフ状態の場合についても同様に処理し、温水暖房機器３１がオフ状態の統計値と気象観測データの対応関係は生成されることとする。
【００５０】
温水暖房負荷予測処理については、第１実施形態と同じであるためその説明を割愛する。
【００５１】
以下に、別の実施形態につき説明する。
【００５２】
〈１〉上記各実施形態において、運転情報を温水暖房機器３１のオンオフ状態としたがこれに限らず、例えば、計測器３３で計測された温水暖房機器３１の給湯流量と給湯温度を積算することによって、温水暖房機器３１に送られた単位時間あたりの熱量を求め、それを温水暖房機器３１の単位時間当たりの消費熱量とし、消費熱量または温水使用量を温水暖房機器３１の運転情報として運転情報データベース６に記憶するのも好ましい。
【００５３】
この場合、運転情報の所定の統計値を求めるためには、例えば、データ区分及び時間帯毎に、ある所定の期間において、運転情報の平均値及び標準偏差を求め、毎日の運転情報収集処理時に、運転情報データベース６を更新するようにする。そして、温水暖房負荷予測処理時に、時間帯別の気象観測データの予報値に基づいて、時間帯別に各予報値に対応するデータ区分の運転情報の統計値（平均値、標準偏差）を運転情報データベース６から抽出して、１日分の当該統計値を、ガスコージェネレーション装置２０の運転制御システム２７に出力する。これにより、運転制御システム２７は、当該１日の時間帯別の平均的な温水暖房負荷予測と、標準偏差を考慮した積極的な温水暖房負荷予測と消極的な温水暖房負荷予測を得ることができる。
【００５４】
〈２〉上記第１実施形態では、運転情報収集処理で温水暖房機器３１の時間別のオン状態及びオフ状態の各累積値を生成し、温水暖房負荷予測処理で、予報値に該当するデータ区分の各累積値を比較するようにしていたが、これに代えて、運転情報収集処理において、オン状態及びオフ状態の各累積値或いは確率が大きく変化するデータ区分を特異点として、運転情報データベース６に時間帯別に記録し、温水暖房負荷予測処理で、予報値と特異点を比較して、オンオフ予測を行うようにしてもよい。尚、累積値が大きく変化する特異点は確率が大きく変化する特異点に一致する。
【００５５】
例えば、オン状態の特異点は、気象観測データが気温の場合に、データ区分を１段階高温側に移動させたときに、累積値が大幅に減少するデータ区分を特異点として抽出して記憶する。逆に、オフ状態の特異点は、データ区分を１段階低温側に移動させたときに、累積値が大幅に減少するデータ区分を特異点として抽出して記憶する。そして、温水暖房負荷予測処理時に、時間帯別に予報値と、オン状態及びオフ状態の各特異点と比較し、予報値がオン状態の特異点より低温側であればオン状態と予測し、高温側であればオフ状態と予測する。また、予報値がオフ状態の特異点より低温側であればオン状態と予測し、高温側であればオフ状態と予測する。ここで、オン状態の特異点とオフ状態の特異点が離れている場合は、その間のデータ区分が予報値に合致した場合に、オン状態の特異点よる予測とオフ状態の特異点による予測が矛盾する可能性が生じるので、かかる場合は、当該データ区分でのオン状態とオフ状態の各累積値の大小関係に基づいて特異点の修正を行っておくのが好ましい。
【００５６】
このように特異点を予め抽出しておき、特異点に基づいてオンオフ予測を行うことで、仮に予報値が、同じ時期の同じ時間帯として異常に高温或いは低温で、当該時間帯の当該データ区分にオンオフ何れの累積値も存在しない場合にも、予測が可能となり都合がよい。
【００５７】
〈３〉上記各実施形態の運転情報収集処理において、ステップ＃ａ３または＃ｃ３で、運転情報入力部１が計測器３３から温水暖房機器３１の２４時間分の運転情報を受け取る場合を例示したが、当該運転情報の受け取りは、運転情報収集処理を開始する前に、例えば１時間毎に逐次受け取り、記憶装置７の所定の記憶領域に保存しておくようにしても構わない。
【００５８】
〈４〉上記各実施形態において、ガスコージェネレーション装置２０は、発電機ユニット２３がガスエンジン２１と発電機２２からなるガスエンジン・コージェネレーション装置を例に説明したが、発電機ユニット２３は都市ガスを燃料源とする燃料電池であっても構わない。また、ガスコージェネレーション装置２０は、上記ガスエンジン・コージェネレーション装置、燃料電池コージェネレーション装置以外のコージェネレーション装置であっても構わない。更に、ガスコージェネレーション装置２０は、都市ガスを燃料源とするコージェネレーション装置に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明に係る温水暖房負荷予測システムの制御対象であるガスコージェネレーション装置の一構成例を示すブロック構成図
【図２】本発明に係る温水暖房負荷予測システムの一実施形態を示すブロック構成図
【図３】本発明に係る温水暖房負荷予測システムの一実施形態における運転情報収集処理の動作手順を示すフローチャート
【図４】運転情報の所定の統計値と気象観測データの対応関係を示す一例図
【図５】本発明に係る温水暖房負荷予測システムの一実施形態における温水暖房負荷予測処理の動作手順を示すフローチャート
【図６】運転情報の所定の統計値と気象観測データの対応関係を示す一例図
【図７】運転情報の所定の統計値と気象観測データの対応関係を示す一例図
【符号の説明】
【００６０】
１：    運転情報入力部
２：    気象観測データ入力部
３：    運転情報データベース作成部
４：    気象予報データ入力部
５：    熱負荷予測部
６：    運転情報データベース
７：    記憶装置
１０：  本発明システム
２０：  ガスコージェネレーション装置
２１：  ガスエンジン
２２：  発電機
２３：  発電機ユニット
２４：  インバータ
２５：  熱交換器
２６：  排熱利用給湯暖房ユニット
２７：  運転制御システム
３０：  熱負荷
３１：  温水暖房機器
３２：  給湯機器
３３：  計測器
４０：  電力負荷
５０：  気象データ提供装置
５１：  ネットワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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